焊接哈工大課程第1頁(yè)/共78頁(yè)一.TIG焊接基本原理、硬件設(shè)備、特點(diǎn)

第2頁(yè)/共78頁(yè)鎢極氬弧焊是以W或W合金材料做電極，在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行的焊接，又稱為TIG(TungstenInertGas)或GTAW（GasTungstenArcWelding）.非熔化極鎢是熔點(diǎn)最高的一種金屬，可長(zhǎng)時(shí)間高溫工作。TIG焊正是利用了這一性質(zhì)，在圓棒狀的鎢極和母材間產(chǎn)生電弧進(jìn)行焊接。惰性氣體也稱作非活性氣體，具有不與其他物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)，泛指氦、氬、氖等氣體。TIG焊中以惰性氣完全包圍電弧和熔化金屬，使電弧不受周圍空氣的影響及保護(hù)熔化金屬不與空氣中的O、N、H等發(fā)生反應(yīng)。1.1TIG焊接基本原理第3頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-總成基本組成：焊接電源（俗稱焊機(jī)）：交流、直流、交直流，陡降外特性或恒流外特性，一般有手控盒氣路：氣瓶（銀灰）、氣管、氣體流量計(jì)（減壓）、氣壓開關(guān)水路：循環(huán)水（自來水）、水管、水壓開關(guān)焊槍：自動(dòng)、手動(dòng)；電路：焊槍電纜（水冷）、地線、起弧穩(wěn)弧裝置送絲機(jī)：外部送絲，并非必需工作臺(tái)：固定、運(yùn)動(dòng)（工件）式操作機(jī)：機(jī)頭（焊槍）動(dòng)機(jī)器人：

第4頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-輔助設(shè)備第5頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-輔助設(shè)備焊接操作機(jī)及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)工裝夾具：控制薄板變形及背面成型、保護(hù)（鋼加銅）焊縫跟蹤弧長(zhǎng)控制第6頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-輔助設(shè)備弧長(zhǎng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置：電弧電壓與電弧長(zhǎng)度之間具有良好線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，弧壓反饋PID閉環(huán)控制，精度0.3V焊槍擺動(dòng)器第7頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-焊槍陶瓷噴嘴電極夾鎢極冷卻水道電極帽氣腔第8頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-焊槍氣流形態(tài)和冷卻形式層流和紊流（風(fēng)、氣流過小、過大）氣冷和水冷噴嘴陶瓷圓柱形噴嘴長(zhǎng)度出口邊緣成直角同心度內(nèi)壁光滑影響保護(hù)效果的因素氣體流量、噴嘴到工件距離、焊接速度、側(cè)向風(fēng)、接頭型式、電弧功率第9頁(yè)/共78頁(yè)對(duì)電極的要求：電弧引燃容易、可靠；工作中產(chǎn)生的熔化變形及耗損對(duì)電弧特性不構(gòu)成大的影響；電弧的穩(wěn)定性好，電弧產(chǎn)生在電極前端，焊接過程中不出現(xiàn)陰極斑點(diǎn)的上爬。主要材料：W及W合金其他材料：特殊環(huán)境下有鋯電極和鉭電極，昂貴1.2TIG焊接設(shè)備

-鎢極第10頁(yè)/共78頁(yè)W在很廣泛的電流范圍內(nèi)充分具備發(fā)射電子的能力——引弧穩(wěn)弧性好W具有很高的熔點(diǎn)，能夠承受很高的溫度——燒損少電極的燒損及形狀的變化的不良影響：1、引起電弧形態(tài)的改變，影響電弧力及對(duì)母材的熱輸入；2、對(duì)重要構(gòu)件的焊接會(huì)帶來焊縫夾鎢的問題；3、影響使用壽命，需要頻繁換電極，生產(chǎn)率低。目前常用純鎢極、釷鎢極、鈰鎢極。1.2TIG焊接設(shè)備

-鎢極第11頁(yè)/共78頁(yè)純鎢極：熔點(diǎn)最高，典型的熱電極（熱發(fā)射），耐燒蝕能力差，可用于交流焊接。在所有的鎢電極中價(jià)格最便宜，適合在交流條件下鎂、鋁及其合金的焊接。釷鎢極：鎢材料中加入1%～2%的ThO2，功函數(shù)（電子發(fā)射所需要的能量）降低，工作溫度降低（或許用電流增加），電弧易引燃，過載能力強(qiáng)，綜合性能優(yōu)良，通常用于碳鋼、不銹鋼、鎳合金和鈦金屬的直流正接焊接。交流焊接會(huì)增加直流分量。美國(guó)等國(guó)家最常用。有弱放射性，國(guó)內(nèi)應(yīng)用越來越少。鈰鎢極：加入1%～2%的CeO2，弧束較細(xì)長(zhǎng)，光亮帶較窄，溫度更集中；最大許用電流密度大；燒損率更低壽命長(zhǎng)；陰極壓降降低10%，引弧，穩(wěn)弧性更好。無放射性是目前主流。起弧維弧性能好，適于低電流直流下焊接，尤其用于管道和細(xì)小部件的焊接、斷續(xù)焊接和特定數(shù)目的焊接時(shí)更具優(yōu)越性。1.2TIG焊接設(shè)備

-鎢極第12頁(yè)/共78頁(yè)鋯鎢極：燒損很少，防止污染夾鎢，在交流條件下表現(xiàn)良好，當(dāng)焊接時(shí)其端部能保持圓球狀而且電弧比純鎢電極更穩(wěn)定，尤其是在高負(fù)載的條件下其優(yōu)越的表現(xiàn)，更是其它電極不可替代的。鋯鎢電極同時(shí)還具有良好的抗腐蝕性。鋯鎢電極適用于鎂鋁及其合金的交流焊接。鑭鎢極：W+1%LaO2，焊接性能優(yōu)良，且導(dǎo)電性能最接近2％釷鎢電極，沒有放射性，電焊工不需改變?nèi)魏魏附硬僮鞒绦蚓湍芊奖憧旖莸挠眠@種電極替代釷鎢電極，因此鑭鎢電極在歐洲和日本成為最受歡迎的2％釷鎢電極的替代品。鑭鎢電極主要用于直流焊接，但用于交流焊接時(shí)也表現(xiàn)良好。釔鎢極：W+2%Y2O3，在焊接時(shí)，弧束細(xì)長(zhǎng)，壓縮程度大，尤其在中、大電流熔深最大，目前主要用于軍工和航空航天工業(yè)。1.2TIG焊接設(shè)備

-鎢極第13頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-鎢極引弧時(shí)間：10S第14頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備-鎢極直徑1.6mm的鎢電極，180A下經(jīng)過1小時(shí)放電后的電極前端外觀形貌。該直徑下的電極熔斷電流約為200ALa2O3(2%)-W、Y2O3(2%)-W、CeO2(1%)電極，形狀幾乎未發(fā)生變化，而ThO2(2%)-W、ZrO2(2%)-W、MgO(2%)-W電極，前端產(chǎn)生了熔化變形且內(nèi)部出現(xiàn)氣孔第15頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-鎢極200A以下直流接焊接，電極前端角度為30～50°，電弧吹力最強(qiáng)，熔深最大；電流超過200A，電極溫度更高，同時(shí)電弧吹力增加，保護(hù)狀態(tài)惡化，電極前端形成傘形，但仍可以維持穩(wěn)定的焊接，下一次焊接需要重新修磨、更換；電流超過250A后，電極前端會(huì)產(chǎn)生熔化損失，焊前把電極前端磨出一定尺寸的平臺(tái)。直流反極性和交流焊接時(shí)鎢極熱輸入大，同時(shí)電流也不是集中在陽(yáng)極的某一區(qū)域，這時(shí)把電極前端形狀磨成圓形最為合適。大電流焊接，不論電極開始是何種形狀，一旦電弧引燃，電極前端熔化，自然形成半球形。第16頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-鎢極DC-TIG,小電流DC-TIG,大電流AC-TIG第17頁(yè)/共78頁(yè)Ar單原子氣體，無色無味，比空氣重25%，有利于保護(hù)空氣中含量約1%，價(jià)格便宜焊接要求純度：99.9～99.999%惰性，不溶解，不反應(yīng)：避免焊縫中合金元素的燒損（蒸發(fā)除外）導(dǎo)熱系數(shù)小，燃燒穩(wěn)定性最好（電壓可以在8-15V）He空氣中的含量為0.0005%，比空氣輕，保護(hù)差導(dǎo)熱系數(shù)大，電弧溫度高價(jià)格昂貴He+Ar厚板、高熱導(dǎo)、高熔點(diǎn)金屬焊接（雙層保護(hù)氣體）Ar+He1.2TIG焊接設(shè)備

-保護(hù)氣第18頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-保護(hù)氣Ar+O2：金屬流動(dòng)性好，電弧穩(wěn)定，低氧焊接不銹鋼，高氧焊接碳鋼Ar+H2:2-5%，焊縫光滑，防止表面氧化，電弧溫度高，效率高，焊接不銹鋼、鎳基合金、鎳銅合金Ar+N2:可以用來焊接銅合金，2.5%N2可以用來焊接雙相不銹鋼，維持相平衡第19頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-保護(hù)氣第20頁(yè)/共78頁(yè)1.2TIG焊接設(shè)備

-保護(hù)氣背面保護(hù)氣：防止背面焊縫金屬氧化第21頁(yè)/共78頁(yè)1.3TIG焊接特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：焊接品質(zhì)高：保護(hù)可靠，排除氧、氮、氫等氣體對(duì)焊接金屬的侵害電弧穩(wěn)定，焊縫美觀、平滑電壓低（8-15V），電流（熱輸入）調(diào)節(jié)范圍大，適用于薄板焊接、空間焊接、精密焊接適用母材范圍廣，適焊位置靈活缺點(diǎn)：焊接效率低（鎢電極承流能力有限，電弧功率受到限制，熔深淺，速度低）使用惰性氣體，成本略高對(duì)焊接工人有技術(shù)要求，特別是手工焊第22頁(yè)/共78頁(yè)二.TIG焊接過程第23頁(yè)/共78頁(yè)焊接過程分解：焊前準(zhǔn)備：惰性氣體沒有脫氧去氫作用，清理非常重要。機(jī)械的、化學(xué)的，去除油、水、銹提前通氣【焊槍（電源聯(lián)動(dòng)）、拖罩、背板】——引弧——電流上升——正常焊接（填絲）——電流衰減——熄弧——滯后停氣如沒有提前通氣？1.電弧不能引燃；2.電弧暴亂，燒壞鎢極、噴嘴、點(diǎn)擊夾、母材，還可能導(dǎo)致漏水2.1TIG焊接過程第24頁(yè)/共78頁(yè)TIG焊接引?。?.接觸引?。褐苯咏佑|、間接接觸（容易形成電極斑

點(diǎn)），小電流，不可靠，易污染，但沒

有高頻干擾2.非接觸引?。焊唠妷海◣浊Х舸庀督^緣。將

引弧電路串聯(lián)到主回路中，通過變壓

器回路或旁路電容施加到電極和母材。

高壓脈沖式、高頻振蕩式2.1TIG焊接過程

—引弧第25頁(yè)/共78頁(yè)高壓脈沖式引?。弘娙輧?chǔ)能，在需要引弧的時(shí)刻，接通電容放電回路，把電容上的高壓通過主回路中的電磁線圈偶合施加到電極和工件上，但電容存儲(chǔ)能量有限，可持續(xù)時(shí)間短，引弧電壓很高，電路構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，引弧效果一般，使用較少。高頻振蕩式引?。翰捎秒娙?電感-氣隙回路高頻放電，主流2.1TIG焊接過程

—引弧第26頁(yè)/共78頁(yè)2.1TIG焊接過程

—引弧B1是焊接變壓器，B2是高頻振蕩回路升壓變壓器，K是引弧開關(guān)，C1是高壓充電電容，P是放電火花氣隙，L是電磁偶合線圈，一般是升壓設(shè)計(jì)，C2、R2、C3、R3構(gòu)成高頻旁路和保護(hù)環(huán)節(jié)。當(dāng)開關(guān)K合上后（引弧開關(guān)安裝在焊槍上或電源面板上），變壓器B2輸出對(duì)電容C1充電，一般C1數(shù)值在幾千nF，充電很迅速，當(dāng)C1上的充電電壓達(dá)到很高數(shù)值時(shí)，氣隙P被激穿（氣隙尺寸1~2mm），C1通過偶合線圈L的初級(jí)和氣隙P形成放電回路，放電中，C1兩極上的電荷呈現(xiàn)放電—充電—放電的過程，形成振蕩電流，并且在L的次級(jí)偶合出振蕩電壓（高壓特點(diǎn)），通過電容交流旁路施加到電極和工件上，由此引燃電弧。第27頁(yè)/共78頁(yè)2.1TIG焊接過程

—穩(wěn)弧交流電弧焊由于電流過零，電弧空間溫度急劇下降，電弧瞬時(shí)熄滅，再引燃困難，電弧不穩(wěn)定。焊條電弧焊：穩(wěn)弧劑、電源TIG焊接：一是加快電流過零速度（動(dòng)特性好）；二是調(diào)整電壓波形，在電流過零瞬間施加高脈沖電壓第28頁(yè)/共78頁(yè)2.1TIG焊接過程

—穩(wěn)弧電感線圈使電弧電流的相位滯后于電源電壓的變化，在回路電流過零時(shí)，電源空載電壓已經(jīng)達(dá)到較高數(shù)值，從而把空載電壓的瞬時(shí)值作為極性轉(zhuǎn)換時(shí)的再點(diǎn)弧

電壓，使電弧再次被引燃。焊接鋁合金時(shí)，電子發(fā)射能力低（冷陰極），需要更高的再點(diǎn)弧電壓，一般同時(shí)使用引弧回路進(jìn)行穩(wěn)弧，受電子開關(guān)控制，穩(wěn)弧電壓施加時(shí)刻需要準(zhǔn)確選擇在極性變換（電流過零）的瞬間。第29頁(yè)/共78頁(yè)2.2TIG焊接過程

—實(shí)例TIG焊接過程動(dòng)畫傳感器TIG焊接過程錄像第30頁(yè)/共78頁(yè)2.2TIG焊接過程

—實(shí)例手工焊Manualoperationrequiresahighlevelofoperatorskillalongwithgoodhand-to-eyeco-ordination,goodmanualdexterityandgoodnear-vision.第31頁(yè)/共78頁(yè)2.2TIG焊接過程

—實(shí)例TIG焊接錄像TIG焊接飛濺（了解）：雜質(zhì)、填絲不當(dāng)、過熱、保護(hù)不良等引起第32頁(yè)/共78頁(yè)三.TIG焊接方法第33頁(yè)/共78頁(yè)直流與交流的概念；直流是恒定不變的電流嗎？交流都是正弦波形的嗎？TIG焊接是否跟燈泡一樣，鎢極無論接正、負(fù)極都一樣？3.1直流焊接與交流焊接第34頁(yè)/共78頁(yè)3.1直流焊接與交流焊接

—直流TIG焊接直流反接(DCRP/DCEP/DC+):母材接負(fù)極DCEP：directcurrentpositiveeletorde(ASME美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì))DCRP：directcurrentreversedpolarity(歐洲)DC+：不常見，多見于老企業(yè)內(nèi)部、老教材母材接負(fù)極，發(fā)射電子能力差，發(fā)熱量小，焊道淺而寬，效率低，只用于焊接薄板鎢極受到大量電子轟擊，發(fā)熱量大，載流能力小，純鎢極比較好，且最好使用大直徑鎢極，以分散熱量有陰極霧化作用，能夠清理氧化膜，可以焊接薄的鋁、鎂合金第35頁(yè)/共78頁(yè)陰極霧化作用第36頁(yè)/共78頁(yè)3.1直流焊接與交流焊接

—直流TIG焊接直流正接(DCSP/DCEN/DC-)：母材接正極DCEN：directcurrentnegativeeletorde(ASME)DCSP：directcurrentstraightpolarity(歐洲)DC-：不常見，多見于老企業(yè)內(nèi)部、老教材工件接陽(yáng)極，發(fā)熱量大（70%電弧能量），焊縫深而窄，效率高、變形小鎢極發(fā)射電子，帶走大部分熱量，起到冷卻作用，載流能力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)鎢極發(fā)射電子強(qiáng)，小電流下電弧也很穩(wěn)定最常用，焊接碳鋼、不銹鋼、鈦合金、高溫合金、稀有金屬不能焊接鋁、鎂合金第37頁(yè)/共78頁(yè)直流正極性焊接，如果電極發(fā)射熱電子很充分，電極處于高溫狀態(tài)，則電弧在電極的前端穩(wěn)定燃燒。如果電弧引燃后，電極溫度較低，則電極熱電子發(fā)射能力較差，電弧將在電極上尋找容易發(fā)射電子的氧化物，電弧沿著電極表面向上爬，電弧拉長(zhǎng)，電弧電壓增加。當(dāng)電弧電壓增加到接近電源的空載電壓時(shí)，電弧將熄滅。如果電弧上爬后能夠持續(xù)一段時(shí)間，在電極溫度上升后，電弧又會(huì)回到電極的前端穩(wěn)定燃燒。3.1直流焊接與交流焊接

—直流TIG焊接錄像第38頁(yè)/共78頁(yè)交流焊接：正弦、方波負(fù)半波，陰極清理去除氧化膜，鎢極燒損正半波，熔化母材金屬，鎢極冷卻焊接鋁、鎂合金等活性金屬穩(wěn)弧（施加穩(wěn)弧高壓脈沖）變極性焊接：方波正、負(fù)半波時(shí)間、幅值可獨(dú)立調(diào)節(jié)效率更高，鎢極燒損更少19：43.1直流焊接與交流焊接

—交流TIG焊接第39頁(yè)/共78頁(yè)3.1直流焊接與交流焊接

—直流低頻脈沖TIG焊接低頻脈沖：頻率通常在0.5~10Hz第40頁(yè)/共78頁(yè)低頻脈沖TIG焊現(xiàn)象——錄像電弧閃爍：峰值時(shí)間內(nèi)電弧燃燒強(qiáng)烈，弧柱擴(kuò)展；基值時(shí)間內(nèi)電弧暗淡，產(chǎn)熱量降低當(dāng)脈沖峰值到來時(shí)，焊件上就形成一個(gè)近于圓形的熔池，在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)迅速擴(kuò)大；在基值電流期間時(shí)，熔池迅速收縮凝固，形成一個(gè)一個(gè)熔池凝固后相互搭接所構(gòu)成的焊縫3.1直流焊接與交流焊接

—直流低頻脈沖TIG焊接第41頁(yè)/共78頁(yè)低頻脈沖TIG焊特點(diǎn)焊縫致密性好線能量（平均電流?。┛梢院附颖“寤虺“鍢?gòu)件。成型美觀易控制：可精確控制電弧能量及其分布，降低熱積累的影響，熔深均勻一致；能夠控制熔池尺寸，使熔化金屬在任何位置均不致于因重力而流淌，實(shí)現(xiàn)全位置焊和單面焊雙面成形，例如管道焊接。宜于難焊金屬的焊接：

脈沖峰值電弧溫度和電弧力很高，使難熔金屬迅速形成熔池。在基值時(shí)間，熔池金屬迅速凝固，高溫停留時(shí)間短，且脈沖電流對(duì)熔池有強(qiáng)烈的攪拌作用，所以焊縫金屬組織致密，樹枝狀結(jié)晶不明顯，可減少熱敏感材料焊接裂紋的產(chǎn)生。降低對(duì)裝配、夾緊的要求應(yīng)用非常廣泛3.2直流焊接與交流焊接

—直流低頻脈沖TIG焊接第42頁(yè)/共78頁(yè)3.2直流焊接與交流焊接

—直流低頻脈沖TIG焊接常用金屬的脈沖TIG焊參數(shù)各項(xiàng)參數(shù)在焊接中起不同的作用?；惦娏鱅b以保證維持電弧穩(wěn)定燃燒即可（“維弧電流”）。決定電弧能量和電弧力的參數(shù)是峰值電流Ip、峰值時(shí)間tp和脈沖頻率f。根據(jù)被焊件厚度、材料、所設(shè)定的焊接速度、接頭形式等，采取配合調(diào)整的辦法選取上述參數(shù)。對(duì)于厚板，峰值電流過小，則失去了脈沖焊的優(yōu)勢(shì)；對(duì)于薄板，峰值電流過大，則電弧力大，熔透過度推薦的脈沖焊參數(shù)(厚度：1-3mm之間)Ib=15A,基值時(shí)間同峰值時(shí)間接近第43頁(yè)/共78頁(yè)3.3直流焊接與交流焊接

—直流高頻脈沖TIG焊接高頻：20~30kHz，目前多為20kHz，低于20kHz有中頻噪音高頻電弧特點(diǎn)：電弧集中、挺直性好小電流下電弧燃燒穩(wěn)定隨電流頻率的增加，電弧收縮程度增強(qiáng)，電弧壓力增大第44頁(yè)/共78頁(yè)3.3直流焊接與交流焊接

—直流高頻脈沖TIG焊接高頻脈沖TIG焊接的特點(diǎn)及應(yīng)用：在小電流區(qū)域（10A以下）仍然非常穩(wěn)定，可以進(jìn)行0.5mm以下超

薄板的焊接，焊縫成形均勻美觀。高速移動(dòng)下仍然有良好的挺直度，焊接速度大幅提高。坡口內(nèi)焊接熔合良好：直流焊接時(shí)，如果焊絲填充量很多，熔池與

坡口側(cè)面的熔合狀況惡化，焊道凸起，并偏向一側(cè)，后續(xù)焊接不良

。高頻脈沖焊在焊絲填充量很多時(shí)仍然呈現(xiàn)凹形表面，對(duì)后續(xù)焊接

沒有不良影響。焊縫組織性能好：對(duì)熔池金屬有強(qiáng)烈的電磁攪拌作用，有利于細(xì)化

金屬晶粒，提高焊縫機(jī)械性能。第45頁(yè)/共78頁(yè)3.4直流焊接與交流焊接

—高低頻結(jié)合脈沖TIG焊接第46頁(yè)/共78頁(yè)四.TIG焊接條件及技術(shù)第47頁(yè)/共78頁(yè)4.1焊接規(guī)范參數(shù)基本規(guī)范：IUV擴(kuò)充規(guī)范：氣體類型氣流量送絲速度坡口形式（少）第48頁(yè)/共78頁(yè)4.1焊接規(guī)范參數(shù)

—II緩升緩降（脈沖適用）緩升:給焊接行走（機(jī)械慣性）提供一個(gè)緩沖時(shí)間緩降:使電弧下方的熔池凹陷區(qū)有一個(gè)金屬回填過程，防止大電流熄弧在焊縫上形成弧坑第49頁(yè)/共78頁(yè)4.1焊接規(guī)范參數(shù)

—UUTIG與弧長(zhǎng)成正比，一般1-5mm，多2-3mm，填絲適當(dāng)加大U過大：電弧對(duì)母材的熔透能力降低，保護(hù)效果差，電極異常燒損，焊縫中易產(chǎn)生氣孔U過?。喝菀自斐呻姌O與熔池的接觸，鎢極被污染或斷弧，在焊縫中出現(xiàn)夾鎢缺陷，電弧產(chǎn)熱量低，電弧壓力過大，成型不好第50頁(yè)/共78頁(yè)4.1焊接規(guī)范參數(shù)

—VV表征生產(chǎn)效率，保證質(zhì)量前提下，V越大越好V過大：咬邊或駝峰焊道，未熔透V過?。汉傅肋^寬，合金成分燒損，力學(xué)性能下降一般5-50cm/min第51頁(yè)/共78頁(yè)4.1焊接規(guī)范參數(shù)

—保護(hù)氣及保護(hù)氣流量保護(hù)氣：Ar、He、Ar+H2、Ar+O2

、Ar+N2He、Ar+He弧焊：電壓高，電弧產(chǎn)熱量大，電弧力低，適用于大電流焊接。弧柱細(xì)，熱量集中熔深大，熔寬窄，速度快，變形小，性能好。氦弧焊可以直流正極性焊鋁（電子撞擊去膜聯(lián)合高溫去膜），美國(guó)多用成本高保護(hù)氣流量：噴嘴尺寸、噴嘴與母材間的距離、保護(hù)氣類型、側(cè)向風(fēng)等過大：紊流過?。盒Ч畹?2頁(yè)/共78頁(yè)4.1焊接規(guī)范參數(shù)

—焊絲及填絲TIG焊接過熱度低，合金元素基本都能過渡到熔池中去，大部分焊絲與母材同材質(zhì)；為防止熱裂紋可采用低碳（鋼）或高硅焊絲（鋁）手工送絲：粗焊絲，2-4mm，填到電弧空間自動(dòng)送絲：細(xì)焊絲，0-8-1.6mm，緊貼熔池前沿若焊絲端部離熔池有一定距離，焊絲端部熔化后會(huì)聚集成球滴，在重力和電弧吹力下過渡到熔池，這時(shí)有連續(xù)的“啪—啪”聲，但焊縫成形不好第53頁(yè)/共78頁(yè)4.2焊接技術(shù)焊接效率：在相同焊接速度下，提高熔深在相同焊接熔深下，提高速度同時(shí)提高熔深和速度焊接熱輸入（線能量）的概念H=I*U/V等比例提高I、V，效果是否一樣？相同熱輸入條件下，大電流高速度焊接時(shí)的熔深大于低電流低速度焊接時(shí)的熔深。第54頁(yè)/共78頁(yè)4.2焊接技術(shù)

—提高生產(chǎn)效率：提高V提高焊接速度可以提高生產(chǎn)效率，但大電流高速度焊接容易產(chǎn)生咬邊、駝峰焊道等缺陷。原因：未定，電弧力導(dǎo)致措施：電極前端磨出一定的平臺(tái)，電弧力降低Ar+He向前方傾斜電極，降低電弧對(duì)熔池金屬向后方的排斥作用第55頁(yè)/共78頁(yè)4.2焊接技術(shù)

—提高生產(chǎn)效率：提高熱輸入增大I或者降低V都可以增加熱輸入。I增大，電弧力也增大，熔深會(huì)增加，然而電弧同時(shí)也擴(kuò)展，熔寬增加更加明顯。對(duì)于不銹鋼或鈦等熱導(dǎo)性差的母材，增大I后，熔寬的增加非常明顯，最好降低I，同時(shí)降低V。對(duì)于鋁、銅等熱導(dǎo)性優(yōu)良的母材，可以增大I，同時(shí)提高V。如果I很大，電弧力過于強(qiáng)烈，容易形成有缺陷的焊縫，這時(shí)可以把電極前端磨出一定尺寸的平臺(tái)。鋼材的熱導(dǎo)性都較差。TIG焊時(shí)，與其提高I，不如降低V。第56頁(yè)/共78頁(yè)五.TIG焊接缺陷及接頭設(shè)計(jì)第57頁(yè)/共78頁(yè)5.1焊接缺陷Eventhoughsophisticated,reliableTIGweldingequipmentmaybeinuse-andthematerialstobeweldedhavebeencorrectlypreparedandtheshieldinggas,tungstenelectrodeandfillerrodhavebeencarefullyselected-weldqualityisstillverymuchinthehandsofthewelder.最常見的是夾鎢和氣孔夾鎢(a)從鎢極上偶然脫落的顆粒i.鎢極同工件接觸：粒子嵌入到工件表面ii.鎢極尖部進(jìn)入到熔池：內(nèi)嵌在焊焊縫中iii.鎢極同填充焊絲接觸：焊縫夾鎢

(b)電流過大，鎢極端部過熱，也會(huì)導(dǎo)致鎢極端部的顆粒隨著電弧過渡到熔池中。第58頁(yè)/共78頁(yè)5.1焊接缺陷(a)接頭和/或填充金屬受到污染(同油,脂,涂層,潮濕,等)(b)保護(hù)氣流量不夠(c)保護(hù)氣流量過大(d)焊槍角度不對(duì)(e)焊槍噴嘴直徑不合適(f)鎢極伸出長(zhǎng)度不正確(g)保護(hù)氣偏離電流的方向，或者保護(hù)氣離除塵裝置太近。(a)焊接結(jié)束時(shí)，焊接電流減小的太快(對(duì)于鋁合金來說這個(gè)問題尤為嚴(yán)重).Craterporesarenotalwaysaccompaniedbycratercracks.氣孔弧坑裂紋第59頁(yè)/共78頁(yè)5.1焊接缺陷(a)焊槍距離工件太高(b)焊槍角度不正確(a)焊接電流太大.(b)行走速度過慢.(c)接頭裝配不正確.表面污染過度熔透和燒穿第60頁(yè)/共78頁(yè)5.1焊接缺陷(a)焊接電流過小.(b)行走速度過快.(c)電弧長(zhǎng)度太長(zhǎng).(d)接頭裝配不正確.(a)焊槍角度不正確(b)接頭的可達(dá)性受到限制(c)焊接電流過大.(d)弧長(zhǎng)過長(zhǎng).根部熔合不良咬邊第61頁(yè)/共78頁(yè)5.1焊接缺陷(a)焊接電流太低.(b)焊接速度太快.(c)弧長(zhǎng)太長(zhǎng).(d)接頭裝配不正確.(a)弧長(zhǎng)太短.(b)送絲不穩(wěn)定.(c)焊槍角度不對(duì).焊縫表面起皺根部未熔合(d)焊接速度過快.第62頁(yè)/共78頁(yè)5.1焊接缺陷(a)接頭間隙太小.(b)焊接速度太低.(c)焊槍角度不對(duì).(d)弧長(zhǎng)太短.(e)填充焊絲太粗.(a)接頭間隙太大.(b)接頭準(zhǔn)備不好(坡口角度不正確).(c)焊接速度太快.(d)弧長(zhǎng)太長(zhǎng).(e)填充焊絲太細(xì).(a)接頭裝配不對(duì).(b)弧長(zhǎng)太長(zhǎng).(c)焊接電流太大.第63頁(yè)/共78頁(yè)5.2TIG焊接接頭設(shè)計(jì)Typicaljointpreparationsforsheetandplatematerial:a)Squareedgeclosebutt<3mmplatethicknessb)Squareedgeopenbutt,<3mmplatethicknessc)SingleVbutt,3to10mmplatethicknessd)DoubleVbutt,>10mmplatethickness第64頁(yè)/共78頁(yè)5.2TIG焊接接頭設(shè)計(jì)管材的接頭設(shè)計(jì)Typicaljointpreparationsusedintheweldingoftubes.Thejointconfigurationsareforguidanceonlyasthedimensionsmayvaryandotherconfigurationsareshowninsucceedingfigurestoillustratespecificapplications:a)Simplebutt<3mmwallthickness,manualormechanisedb)Vtype>3mmwallthickness,manualormechanisedoperationc)Utype,>3mmwallthicknessusuallymanuald)Utypewithextended'land',usuallymechanisede)Utype,orbitalwelding,mechanisedoperationf)Narrowgap,mechanisedoperation第65頁(yè)/共78頁(yè)5.2TIG焊接接頭設(shè)計(jì)Typicaljointconfigurationsfortubetotubeplatewelding:a)Flushtubeb)Recessedtubec)Addedringd)Trepannedtubeplatee)Filletf)Extendedtubeg)Tubetobossh)Recessed(backface)tube第66頁(yè)/共78頁(yè)六.先進(jìn)/特種TIG焊接技術(shù)第67頁(yè)/共78頁(yè)6.1先進(jìn)特種焊接技術(shù)擺動(dòng)電弧焊接A-TIG